PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICA. … · curado: 35 –39 ºC ... TEMPERATURAS EN FRUTAS Y...
Transcript of PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICA. … · curado: 35 –39 ºC ... TEMPERATURAS EN FRUTAS Y...
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 1
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICA.
MANEJO DE GASES
Preenfriado
Conservación en frío
Atmósferas controladas
Atmósferas modificadas
Mª Dolores Ortolá Ortolá
Influencia de la temperatura sobre:
Respiración
Q10 = 2 – 2,5 (hasta 25-30ºC)
Falta de control:
- Pérdida de energía (vida útil)
- Reducción valor nutricional
- Pérdida de peso
- Anaerobiosis
NECESIDAD DE ALMACENAR A BAJAS TEMPERATURAS
PRODUCTOS CON ALTAS TASAS RESPIRATORIAS Y
NECESIDAD DE ENFRIARLAS LO MAS RAPIDAMENTE POSIBLE
¿porqué bajar la temperatura?
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 2
Pérdida de agua
Estoma o lenticelacutícula
cutícula rota
herida
Espacio de aire intercelular saturado de vapor de agua
aresistenci
agua de vapor de presion Δagua de perdida
temperatura humedad presión luz movimiento de aire
recubrimiento tricomas composición y estructura del producto relación área superficial/volumen
Crecimiento microbiano
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 20 40 60
temperatura (ºC)
tasa
cre
cie
mie
nto
re
lati
vo
hongosbacterias
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 3
etileno
Producto Producción etileno
Sensibilidad etileno
brócoli MB A
Col bruselas MB A
Espárrago MB M
Limón MB M
Naranja MB M
Kiwi B A
Pepino B A
Ciruela M A
Melon M A
Albaricoque A A
Aguacate A A
MB: muy baja B: baja M: media A: alta
La producción y sensibilidad al etileno se acentúa con el aumento de temperatura
daños mecánicos
- pérdida de agua a través de heridas
- acceso de patógenos
- acelera la respiración
- acelera la producción de etileno
Maduración
más rápida y menor
vida útil
Origen de daños:
1. Compresión: transporte y almacenamiento a granel, …
2. Impacto: cintas transportadoras, sistemas de clasificación, ….
3. Vibración: transporte, …
Nivel del daño depende:
a. Cultivar, características de la piel
b. Grado de hidratación celular
c. Estado de madurez
d. Tamaño y peso
e. TEMPERATURA: si se reduce la temperatura son menos resistentes a
compresión e impacto y más resistentes a vibración
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 4
DAÑOS POR FRIO
NO SENSIBLES AL FRIO SENSIBLES AL FRIO
TRANSPORTE Y ALMACENAJE
DAÑO POR CONGELACION
DAÑO POR ALTA TEMP. DAÑO POR ALTA TEMP.
RANGO OPTIMO DE MADURACION
DAÑO POR FRIO
°C
50
30
25
20
15
10
5
0
-5DAÑO POR CONGELACION
Manzana, melocotón, ciruela, higo, uva, brócoli, espinaca, zanahoria, cebolla, ajo
Cítricos, banana, mango, papaya, berenjena, tomate, pepino, patata
TRANSPORTE Y ALMACENAJE
RANGO OPTIMO DE MADURACION
FRIO
Alteración de las membranas celulares
Incremento de la
concentración de
calcio en el citosol
Variación
conformacional
enzimas
Cambios
estructurales
celulares
Transición de
lípidos de las
membranas
Respuestas
primarias
• aumento producción etileno
• cambios actividad respiratoria
• pérdida de agua
• pérdida de solutos intracelulares
• aumento permeabilidad de las membranas
• producción enzimas responsables de
pardeamientos
Respuestas
secundarias
SINTOMAS
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 5
Síntomas de daños por frío:
lesiones superficiales
Escaldado blando en GoldenPicado en naranjas
Escaldado en pimiento
Picado en pomelo
Pardeamientos internos
pera Blanquilla
Pardeamiento en ciruelas
Pardeamiento en piña
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 6
Harinosidad
Otros síntomas de daños por frío:
a. aceleración senescencia: pérdida clorofila,
ablandamiento, pérdida de peso …
b. incapacidad para madurar
c. aumento susceptibilidad podredumbres
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 7
Métodos de prevención de daños por frío
Tratamientos químicos
Tratamientos con agua caliente
Utilización de recubrimientos: céreos o films
Atmósferas controladas (AC) o atmósferas modificadas (AM)
Preacondicionamiento con CO2
Selección o modificación genética
Manejo de la temperatura:
almacenamiento a Tª óptima
preacondicionamiento: calentamiento previo (12 a 20 ºC)
curado: 35 – 39 ºC
calentamientos intermitentes
enfriamiento en cascada
APLICACIONES DE BAJAS TEMPERATURAS EN FRUTAS Y HORTALIZAS FRESCAS
sistema de preenfriamiento
sistema de conservación
tratamientos cuarentenarios
transporte
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 8
PREENFRIAMIENTO PRODUCTOS HORTÍCOLAS
Extracción del calor que contienen los productos rápidamente
después de la recolección hasta alcanzar temperaturas de
conservación adecuadas
ELEVADA ACTIVIDAD FISIOLÓGICA
• Altamente perecederos (días)
• Preenfriamiento necesario
ACTIVIDAD FISIOLÓGICA MODERADA
• Perecederos (semanas)
• Preenfriamiento aconsejable
BAJA ACTIVIDAD FISIOLÓGICA
• Poco perecederos (meses)
• Preenfriamiento no necesario
Ve
locid
ad
enfr
iam
iento preenfriamiento:
vacío o hydrocooling(minutos)
túneles depreenfriamiento(horas)
cámaras conservación (días)
1.- Túneles de preenfriamiento (aire forzado)
Instalación móvil
Instalación fija
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 9
2.- Preenfriamiento con agua (hydrocooling)
Contacto del producto con agua fría mediante inmersión o pulverización
Inconvenientes:
exige disponibilidad de agua abundante y a coste moderado
posible lixiviación
tipo de envasado
el agua es una fuente importante de microorganismos. Control riguroso de la higiene de equipos y del agua
requiere una potencia frigorífica mucho mayor que para la prerefrigeración por aire
Ventajas:
tiempos de enfriamiento más cortos (2 a 3 veces más rápido que el aire)
no produce pérdidas de peso
el sistema puede incluirse en la línea (sistema de lavado, aplicación fungicidas, …)
3.- Preenfriamiento a vacío
La temperatura de ebullición del agua es función de la presión
Es posible evaporar agua de constitución del producto a temperatura ambiente reduciendo la
presión
El calor extraído del producto depende de la cantidad del agua vaporizada y de su calor
latente de vaporización
presión final en la cámara: 6,6 mbar
por cada 1% de pérdida de peso disminuye la
temperatura 6ºC
gran capacidad de bombeo de vapor de agua
Mayor inversión
Envases permeable al vapor de agua
Elevada homogeneidad entre productos
Importante dejar un tiempo para homogeneizar Tª entre el
centro y la superficie del producto
Uso en productos perecederos de alto valor comercial
Importante alta relación superficie/volumen, porosidad de los
tejidos y permeabilidad de la piel
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 10
APLICACIONES DE BAJAS TEMPERATURAS EN FRUTAS Y HORTALIZAS FRESCAS
sistema de preenfriamiento
sistema de conservación
tratamientos cuarentenarios
transporte
Instalación frigorífica
CAMARA FRIGORIFICA
evaporador
compresor
condensador
líquido refrigerante
válvula expansión
vapor - baja presión vapor - alta presión
líquido - alta presión
líquidobaja presión
CARGA TERMICA
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 11
Condiciones de conservación
Temperatura: límite absoluto la temperatura de congelación (0 a
-2ºC)
Humedad relativa: suficiente para evitar pérdidas de peso sin
favorecer desarrollo microbiano
control de temperatura evaporación y/o instalación
humidificadores.
Renovación aire: mantener concentración gases
Recirculación aire: mantener uniforme la Tª
espacio suficiente para circulación
ventiladores
Condiciones recomendadas de conservación
PRODUCTO TEMPERATURA (ºC) HR (%) TIEMPO (meses)
Lima 9 - 10 85 – 90 1.5 – 2.5 meses
Limón 11 - 14 85 – 90 1.5 – 3 meses
Pomelo 9 - 11 90-95 2 – 3 meses
Mandarinas e híbridos 3 - 6 (*) 85 – 90 1 – 2.5 meses
Naranjas 2 - 5 85 – 90 1 – 3.5 meses
Granada 1 - 2.5 90-95 2 - 4 meses
Caqui 0 - 1 90-95 1 – 3 meses
Albaricoque 0 – 1 85 – 90 0.5 – 1 meses
Cereza -1 - 0 85 – 90 1 (max) meses
Higo fresco 0 - 1 85 – 90
Melocotón 0 - 1 85 - 90 1 - 4 semanas
Níspero 0 85 - 90 10 - 20 días
Uva -1 - 0 85 - 90 3 semanas - 5 meses
(*) Nova y Fortuna: 9-10ºC
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 12
Sistema de conservación donde se realiza un seguimiento y ajuste constante de la composición
gaseosa que rodea al fruto
CONSERVACION ATMOSFERAS CONTROLADAS
Bajos niveles de O2:
reduce velocidad respiración
reduce oxidación
reduce tasa emisión etileno
reduce velocidad de reacciones
oxidativas
Reduce velocidad de crecimiento
microbiano
Desarrollo de desórdenes
fisiológicos
Altos niveles de CO2:
Inhibición de la acción del etileno
Reduce la velocidad de reacciones
enzimáticas
Reduce velocidad de crecimiento
microbiano
Inducción de desórdenes
fisiológicos
COMPLEMENTO A LA CONSERVACION FRIGORIFICA
Tipo productoO2
(%)CO2
(%)Temp.(ºC)
Humedad(%)
Conserv.
Frutas alta actividad
Cereza, fresa,mora, frambuesa,melón
5-10 10-15 0-5 90-95
variableFrutas media actividad
Kiwi, nectarina,melocotón, caqui,aguacate, plátanomango, cítricos
2-5 5 0-15 85-95
Frutas baja actividad
Manzana, pera, ciruela, uva
1-3 0-3 0-2 90-95
Hortalizas alta actividad
Espárrago,Espinacas, brócoli
20 10-15 0-1 95-1003-4
semanas
Hortalizas media actividad
Tomatejudía verde, maízlechuga, col,apio, puerro, coliflor
3-5 5 0-7 95-1000,5-3 meses
Hortalizas baja actividad
Cebolla, ajos, patatas, boniato
1-2 0-5 0-2 65-85 6-10 meses
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 13
Ventajas de AC
períodos de conservación largos
posibilidad de utilizar mayores temperaturas que en
frigoconservación
disminución de ciertos daños por frío ( procesos oxidativos)
menores pérdidas de peso
mayor resistencia a la manipulación
Inconvenientes de la conservación en A.C.
elevada inversión
control tecnológico adecuado
no permite mezcla de variedades
cámaras totalmente herméticas
posibles alteraciones de sabor, pardeamientos internos, formación
de cavidades, lesiones y escaldados en la piel, involución del color,
falta de síntesis de componentes aromáticos.
Elementos de una cámara de A.C.
Pantalla estanqueidad
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 14
Barridos de la atmósfera con nitrógeno
Separador de aire por membranas:
membrana semipermeable a los distintos
gases de la atmósfera
Barridos de la atmósfera con nitrógeno
Generador PSA de nitrógeno (Pressure Swing Absorber)
El aire comprimido entra en el lecho adsorbedor (tamiz molecular) que
adsorbe selectivamente los gases residuales y el oxígeno.
Mientras que una columna produce nitrógeno y se carga de oxígeno, la
otra se despresuriza, y el oxígeno se envía a la atmósfera.
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 15
El nitrógeno se suministra en estado gaseoso en botellas y
bloques de botellas a 200/300 bar de presión y en fase líquida
en recipientes criogénicos móviles
Barridos de la atmósfera con nitrógeno
aire depurado aire rico CO2
aire cámara aire ambiente
Esquema de absorbedor de carbón activo
Descarbonatadores fisico-químicos
aire de cámara
aire ambiente
resistencias
aire depurado aire rico CO2
Esquema de absorbedor de tamices moleculares (zeolitas)
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 16
Manejo de la cámara de A.C.
1. Previo a la carga: comprobación instalación
2. Carga de la cámara:
completa
estiba
tiempo corto de carga (< 10 días)
enfriamiento previo
¿ mezcla de variedades ?
3. Puesta en régimen:
biológica
abiológica
4. Descarga de la cámara:
aireación de la carga
aumento lento de temperatura
Aplicaciones:
- Productos enteros envasados en un material polimérico
- Productos procesados enfresco
CONSERVACIÓN EN ATMOSFERAS MODIFICADAS
Sistema de conservación donde se modifican las concentraciones de gases que rodean al producto
envasado y estas cambian como consecuencia de la actividad metabólica del mismo
REDUCCION O2
AUMENTO DE CO2
BAJAS TEMPERATURAS
AUMENTO VIDA UTIL
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 17
Envasado atmósfera modificada (MAP)
“utilización de material de envasado
polimérico u otros materiales plásticos
para crear una atmósfera modificada
alrededor del producto”
Film barrera
Film totalmente permeable
Film permeabilidadintermedia
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 18
)xx(AP)xx(Ae
pJ e
2Oi
2O2Oe
2Oi
2O2O
PO2
)x(xAP)x(xAe
pJ i
CO2eCO2CO2
iCO2
eCO2
CO2PCO
2
MTRJ 2O2FO MTRJ 2CO2OFC
Ji: velocidad de flujo de gas i o caudal del gaspi: permeanza del material al gas i (mLj/mm h m2)e: espesor del material (mm)Pi: permeabilidad del material al gas i (mLj/h m2)A: área de la superficie permeable (m2)xi: fracción volumétrica de gas en el interior (i) y exterior (e) del film (v/V)Tri: tasa respiratoria de i (mLi/h kg)M: masa de producto (kg)
JpO2
JpCO2
JFO2
JFCO2
JJdt
dO2FO2PO
2
JJdt
dCO2PCO2FCO
2
equilibrio JJ 2FO2PO
JJ 2PCO2FCO
Métodos de creación de las condiciones de laatmósfera:
1.- Atmósfera modificada pasiva: resultado de la propia
respiración del fruto.
La resolución del estado no estacionario es compleja ya
que
RO2= f (O2, CO2)
2.- Atmósfera modificada activa: ajuste de la atmósfera
en el interior del paquete
realizando vacío y reemplazando atmósfera con una
mezcla adecuada de O2, CO2 y N2
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 19
TEMPERATURA %O2 %CO2 EFICACIA
Remolacha roja (rallada, cubos o pelada)
Puerro en rodajas0-5ºC 5 5 moderada
Brócoli 0-5ºC 2-3 6-7 buena
Repollo en tiras 0-5ºC 5-7.5 15 buena
Zanahorias en rodajas 0-5ºC 2-5 15-20 buena
Lechuga iceberg en trozos 0-5ºC 0.5-3 10-15 buena
Cebolla en rodajas o cubos 0-5ºC 2-5 10-15 buena
Patata en rodajas o entera pelada
0-5ºC 1-3 6-9 buena
Espinaca limpia 0-5ºC 0.8-3 8-10 moderada
Tomate en rodajas 0-5ºC 3 3 moderada
Calabacín en rodajas 5ºC 0.25-1 - moderada
Fuente: Gorny, J.R. 1997
Niveles óptimos de equilibrio: hortalizas
TEMPERATURA %O2 %CO2 EFICACIA
Manzanas en rodajas 0-5ºC Menos 1 - moderada
Cantaloup en cubos 0-5ºC 3-5 6-15 buena
Honeydew en cubos 0-5ºC 2 10 buena
Kiwi en rodajas 0-5ºC 2-4 5-10 buena
Naranjas en rodajas 0-5ºC 14-21 7-10 moderada
Melocotón en rodajas 0ºC 1-2 5-12 Regular
Pera en rodajas 0-5ºC 0.5 Menos 10 Regular
Caqui en rodajas 0-5ºC 2 12 regular
Granada en granos 0-5ºC - 15-20 Buena
Fresa en rodajas 5ºC 1-2 5-10 buena
Niveles óptimos de equilibrio: frutas
PREENFRIADO Y CONSERVACION FRIGORIFICAMANEJO DE GASES
Mª Dolores Ortolá 20
Diseño de envases
Conocer los niveles de respiración de los productos:
especie y variedad
madurez
niveles de etileno
tamaño y preparación
Conocer y diseñar adecuadamente el tipo de plástico:
permeabilidad a los gases y adaptación a los cambios de temperatura
velocidad de transmisión de vapor de agua
propiedades mecánicas
tipo de envase
transparencia
fiabilidad a la soldadura,
adaptación al procesado en microondas, etc.
Valorar relación volumen gas - volumen producto
(3:1 a 1:1)
Valorar posibles daños por intensidad lumínica:
fotosíntesis-respiración
blanqueado clorofila, reverdecimiento, etc
Conocer la dinámica de intercambios gaseosos de la envoltura:
Predicción del consumo de O2 y generación de CO2 a diferentes presiones: ecuaciones de regresión
Controlar la temperatura en la conservación y transporte, las variacionespueden afectar a:
Tasa de respiración
Permeabilidad de la cubierta